成对安装轴承设计计算

一、计算流程说明

本页采用两步计算法，与机械设计手册及参考网站的流程一致：

步骤	操作	说明
第一步	初选e	选取两个轴承后，根据 Fa/C0 比值迭代确定各轴承的 e 值
第二步	计算	根据 e 值计算派生轴向力、当量动载荷，最终得到轴承寿命

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二、支持的轴承类型与安装方式

项目	选项	说明
轴承类型	单列角接触球轴承	e/Y 值由 Fa/(f0·C0r) 查表插值确定（分 C/AC/B 三种类型）
	单列圆锥滚子轴承	e/Y 值直接从轴承数据表中读取（coeffE、coeffY1）
安装方式	正装(DF/面对面)	两轴承接触线向内汇聚
	反装(DB/背对背)	两轴承接触线向外发散
	串联(DT/同向)	两轴承接触线同向，共同承受单向轴向载荷

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三、初选 e 值（第一步）

角接触球轴承：

1. 给定初始 e 值（默认 0.4），计算派生轴向力 S_i = e_i · F_ri
2. 确定各轴承轴向载荷：取两种工况较大值
   F_a1 = max(S₁, S₂ + F_a)， F_a2 = max(S₁ + F_a, S₂)
3. 计算 F_ai/C_0i 比值，查表插值得到新 e 值
4. 用新 e 值重复步骤 1~3，直到前后 e 值基本不变

角接触球轴承 e/Y 查表（部分数据）：

类型	Fa/(f0·C0)	e	Y2
C型(α=15°)	0.014	0.38	1.65
	0.084	0.46	1.38
	0.560	0.56	1.12
AC型(α=25°)	0.014	0.58	1.04
	0.110	0.68	0.87
	0.560	0.80	0.73
B型(α=40°)	0.014	0.93	0.66
	0.280	1.14	0.54
	0.560	1.23	0.50

圆锥滚子轴承：e 和 Y 值直接从轴承参数表中读取，无需迭代。

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四、派生轴向力 S

派生轴向力是由径向载荷引起的内部轴向分量：

轴承类型	派生轴向力公式
角接触球轴承	S = e · Fr
圆锥滚子轴承	S = Fr / (2Y)

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五、各轴承轴向载荷分配

考虑外部轴向载荷 F_a 的方向，各轴承实际轴向载荷取两种工况的较大值：

F_a1 = max(S₁, S₂ + F_a)

F_a2 = max(S₁ + F_a, S₂)

注：若外加轴向力 F_a 的方向与图示方向相反，只需将轴承1和轴承2交换即可。

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六、当量动载荷 P

对各轴承分别计算：

P_i = X_i · F_ri + Y_i · F_ai

条件	X	Y
Fa/Fr ≤ e	1	0
Fa/Fr > e（角接触球）	0.44	查表插值
Fa/Fr > e（圆锥滚子）	0.4	Y1（表中值）

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七、轴承寿命 L_h

取较大当量载荷的轴承进行寿命计算：

含冲击因数的当量动载荷：

P_d = P_max · f_d · f_m

基本额定寿命（百万转）：

L₁₀ = (C_r / P_d)^ε

转换为工作小时数：

L_h = 10⁶ / (60n) × L₁₀

其中 ε = 3（球轴承），ε = 10/3（滚子轴承）。

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八、各修正因数说明

1. 速度因数 f_n（自动计算）：

球轴承(ε=3)：f_n = (100/n)^1/3；滚子轴承(ε=10/3)：f_n = (100/n)^3/10

2. 冲击载荷因数 f_d（用户查表选取）：

载荷性质	fd	举例
无冲击或轻微冲击	1.0~1.2	电机、气风机、通风机、水泵
中等冲击	1.2~1.8	车辆、机床、起重机、冶金设备
强大冲击	1.8~3.0	破碎机、轧钢机、石油钻机

3. 温度因数 f_t（用户查表选取）：

工作温度/℃	<120	125	150	175	200	225	250	300
ft	1.00	0.95	0.90	0.85	0.80	0.75	0.70	0.60

4. 力矩载荷因数 f_m（用户查表选取）：

载荷性质	fm
无力矩载荷或轻微力矩	1.00
中等力矩载荷	1.20~1.50
较大力矩载荷	1.50~2.00

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九、计算流程总结

1. 选择轴承类型和安装方式，输入 Fr1、Fr2、Fa 等参数
2. 从轴承表中选取轴承1和轴承2
3. 点击"初选e"，迭代确定各轴承的 e 值
4. 计算派生轴向力 S₁、S₂
5. 分配各轴承轴向载荷 F_a1、F_a2
6. 计算各轴承当量动载荷 P₁、P₂
7. 取较大 P 值进行寿命计算，得到 L_h